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electrones en los átomos
modelo rutherford
la naturaleza de las ondas de luz
Características de las ondas
electromagnéticas
Longitud λ (lambda)
distancia más corta entre dos
puntos equivalentes en una onda
continua. Unidad=metro
Frecuencia ν (nu)
número de ondas que pasan por
un punto dado en un segundo.
Unidad=Hertz (1 onda/segundo)
Velocidad c (constante, velocidad de la luz)
velocidad de la luz 3 x 108 m/s
C= λ ν
espectro
electromagnético
naturaleza de
las partículas de
luz
Naturaleza de las
Max Planck
QUANTUM
Cantidad mínima de energía que puede
perder o ganar un átomo.
Planck demostró que la energía de
luz emitida por lo objetos
incandescentes está cuantizada.
La energía de un quantum está
relacionada con la frecuencia de
la radiación emitida:
E quantum= hν
El modelo dual de ondapartícula de la luz
Efecto fotoeléctrico
Electrones que se emiten desde la
superficie de un metal cuando la luz de
cierta frecuencia incide en su superficie,
generando energía.
Un fotón es una partícula de radiación
electromagnética sin masa que
trasporta energía.
E fotón= hv
espectro de emisión atómica
es el conjunto de frecuencias
de las ondas electromagnéticas
emitidas por átomos de un
elemento.
el espectro de emisión
atómica es único para
cada elemento y se puede
utilizar para identificarlo
La teoría cuántica y el átomo
Niels Bohr
Descripción de Bohr del átomo de hidrógeno
Órbita
atómica
Energía
relativa
Numero
cuántico
Radio de la
órbita
(nm)
Nivel de
energía
Primera
n=1
0.0529
1
E1
Segunda
n=2
0.212
2
E2=4E1
Tercera
n=3
0.476
3
E3=9E1
Cuarta
n=4
0.846
4
E4=16E1
Quinta
n=5
1.32
5
E5=25E1
Sexta
n=6
1.90
6
E6=36E1
Séptima
n=7
2.59
7
E7=49E1
Modelo mecánico cuántico del
átomo
Louis De Broglie
Los electrones y todas las
partículas de materia pueden
comportarse como ondas.
El principio de incertidumbre de
Heisenberg
La ecuación de Schrödinger
La ecuación predice una
región tridimensional
alrededor del núcleo
atómico llamado
ORBITAL
ATÓMICO ,
donde hay probabilidad
de encontrar al
electrón
orbitales atómicos
NÚMEROS CUÁNTICOS
PRINCIPALES (n)
Indican tamaños relativos de los
orbitales atómicos y su energía.
Si n
tamaño del orbital
electrón lejos del núcleo
nivel de energía
Los números cuánticos
principales indican los niveles
más altos de energía del
átomo
N1 = estado raso
Cada orbital puede tener hasta 2
electrones
Hay 7 niveles de energía
para el hidrógeno ( n=7)
Los niveles contienen
SUBNIVELES
N1
N2
N3
N4
1 subnivel
2 subniveles
3 subniveles
4 subniveles
etc . . . . . .
Los subniveles se
identifican de acuerdo a la
forma de los orbitales del
átomo con las letras s, p, d
yf
Todos los
orbitales s
tienen forma
de esfera
Todos los
orbitales p
tienen forma
de pera
Los orbitales
d y f tienen
diferentes
formas.
El nivel principal de energía 1
contiene 1 subnivel = 1s
El nivel principal de energía 2
contiene 2 subniveles= 2s y 2p
El nivel principal de energía 3
contiene 3 subniveles= 3s 3p y 3d
El nivel principal de energía 4
contiene 4 subniveles= 4s 4p 4d y 4f
Primeros 4 niveles principales de energía del H
Número
cuántico
principal
Subniveles
(tipo de
orbitales)
Número de
orbitales en
relación al
subnivel
Número total de
orbitales relacionados
con el nivel principal de
energía
1
2
s
s
p
s
p
d
1
1
3
1
3
5
1
4
s
p
d
f
1
3
5
7
3
4
9
16
Número de orbitales posibles= n2
Cada orbital puede tener 2
electrones
Número máximo de electrones por
orbital= 2n2
CONFIGURACIONES
ELECTRÓNICAS
El ordenamiento de los
electrones en los átomos se
denomina configuración
electrónica
Los sistemas de baja energía son
más estables . . . .
. . . . Los electrones en un átomo
tienden a asumir el ordenamiento que
le confiera al átomo la menor energía
posible y la mayor estabilidad.
Reglas para las
Configuraciones electrónicas
1 Principio de Aufbau
(distribución electrónica o
construcción progresiva)
Cada electrón ocupa
el orbital disponible
con energía más baja.
Diagrama de Aufbau
a) Todos los orbitales relacionados
con un subnivel de energía son de
igual energía = los tres orbitales 2p
tienen la misma energía.
b) En átomos con múltiples
electrones, los subniveles de energía
dentro de un nivel principal tienen
energía diferentes = los orbitales 2p
tienen energía más alta que el
orbital 2s.
c) Según la cantidad de energía, la
secuencia de los subniveles en un nivel
principal es s, p, d y f.
d) Los orbitales relacionados con
subniveles de energía de un nivel
principal pueden superponerse a los
orbitales relacionados con los subniveles
de energía de otro nivel principal = 4s
tiene menor energía que los cinco
orbitales relacionados con el subnivel
3d
2 Principio de exclusión de Pauli
Un máximo de dos electrones
pueden ocupar un mismo orbital
atómico pero solamente si los
electrones tienes spin opuesto.
3 Regla de Hund
Los electrones cuyo giro es igual
deben ocupar todos los orbitales que
tienen igual energía antes que los
electrones con giro opuesto puedan
ocupar los mismo orbitales.
Orbitales 2p
Diagramas de orbital
Diagrama de orbital:
Vacío
1 electrón
Lleno
Cada casilla se identifica con el número
cuántico principal y el subnivel
asociado al orbital.
C
1s
2s
2p
Configuración electrónica
Señala el nivel principal, el subnivel
asociado a cada orbital y el número
de electrones de cada orbital como
un superíndice.
C
2
2
2
1s 2s 2p
Ne
1s22s22p6
1s
2s
2p
Diagrama de subnivel
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s
5p
5d
5f
6s
6p
6d
7s
7p
Elementos de los dos primeros periodos
Elemento
No.
atómico
Diagrama de orbital
1s 2s 2px2py2pz
Configuración
electrónica
Hidrógeno
1
1s1
Helio
2
1s2
Litio
3
1s22s1
Berilio
4
1s22s2
Boro
5
1s22s22p1
Carbono
6
1s22s22p2
Nitrógeno
7
1s22s22p3
Oxígeno
8
1s22s22p4
Flúor
9
1s22s22p5
Neón
10
1s22s22p6
Notación del núcleo de gas noble
Es un método para abreviar configuraciones electrónicas.Se
usa entre paréntesis la configuración electrónica del gas
noble del periodo anterior al elemento representado y se
completa con el nivel de energía que éste llena.
Na 1s22s22p63s1
1s 2s
Ne 1s22s22p6
Na [Ne]3s1
2p
3s
1s 2s
2p
Ejercicios
Escribe las configuraciones del estado raso
para los siguientes elementos utilizando el diagrama
orbital, la configuración electrónica completa y la
configuración electrónica utilizando la notación del núcleo
de gases nobles:
BROMO
ESTRONCIO
ANTIMONIO
TITANIO
AZUFRE
CLORO
CROMO
COBRE
Excepciones a las
configuraciones
Cromo
[Ar] 4s13d4
Cobre
[Ar] 4s13d10
Electrones de valencia
Son aquellos situados en los orbitales
atómicos más externos del átomo,
generalmente asociados al nivel
principal de energía más alto del
átomo.
S [Ne]3s23p4 6 electrones de valencia
Cs [Xe]6s1 1 electrón de valencia
Estructuras de símbolos electrónicos
(estructuras de Lewis)
Es una forma de representación de los
electrones de valencia de los átomos que fue
diseñada por un químico catedrático
estadounidense llamado G.N. Lewis.
Símbolo = representa el núcleo atómico y
los electrones de niveles internos
Puntos= representan los electrones de valencia
No.
Configuración Estructuras de
Elemento
atómico electrónica
Lewis
Litio
3
1s22s1
Li
Berilio
4
1s22s2
Be
Boro
5
1s22s22p1
B
Carbono
6
1s22s22p2
C
Tarea
Escribe el diagrama de orbital, la configuración
electrónica, la configuración electrónica en
notación de gas noble y las estructuras de Lewis
para los siguientes elementos:
Magnesio
Azufre
Bromo
Rubidio
Talio
Xenón
Selenio
Silicio
Calcio
Yodo